文献阅读：时空相互依赖：反对不对称时间-空间映射的证据

陈开明

西南大学 心理学部 时空认知实验室

时间和空间是密切相关的，目前关于时间和空间之间的表征关系主要有两大理论观点。其一是空间隐喻理论，该理论认为时间和空间是两个独立的表征系统，存在不对称的映射。具体来说，这种映射可能是空间单方面影响时间；也可能是空间和时间相互影响，但空间对时间的影响更大。另一种观点是空间表征理论，该理论认为时间和空间共用同一个神经系统，与空间隐喻理论形成对比的是，它认为时间在某些情况下能够单方面影响空间。虽然大量研究表明空间对时间的影响有明显的不对称性，但这些研究都是在视觉条件下完成的。空间本身并不是视觉的，而是由视觉、听觉和触觉等多模态共同决定的。因此，前人发现的空间对时间的不对称效应可能是由于视觉的空间灵敏性更高，不易受到扭曲，而不是由于不对称映射。因此，研究者加入触觉来研究时间和空间的相互影响。实验1以可以触摸看不能看见的长棍作为空间信息，持续呈现的声音作为时间信息，并让被试重现信息的长度。结果发现，当空间以触觉的形式被感知时，不会影响时间感知；相反，时间干扰了触觉空间的感知。实验2则同时存在触觉和视觉信息，结果发现时间对空间的影响大致相当于空间对事件的影响。实验3通过让同一名被试完成实验1和实验2证明了触觉条件下的空间再现性能比视觉条件要差这一假设。总得来说，本实验证明了时间和空间相互影响的能力取决于空间表征的敏锐度。

一、研究目的

大量表明空间影响时间的不对称性的研究都是在视觉条件下完成的，然而空间是由视觉、听觉和触觉等多种模态共同决定的，因此前人所发现的空间对时间的不对称效应可能是由于视觉具有高度空间敏感性而不易受到扭曲，并不是由于时空交互之间的不对称映射。故本文加入触觉条件下的空间信息来研究空间对时间的不确定性是否在该条件下存在，并试图探索空间和时间之间的相互影响程度是由什么决定的。

二、研究理论

1.         空间隐喻理论

个体运用具体的空间经验来理解抽象的时间。即持续时间可以理解为从时间开始的空间位置到时间结束时偏移的空间位置的距离。该理论认为时间和空间仍然是两个独立的表征系统，它们之间有不对称的映射：空间信息对时间信息的影响应该总是比时间信息对空间信息的影响程度更大。也就是说，时空交互的不对称性可表现为空间信息单方面影响时间信息；或者空间和时间相互影响，但是空间对时间的影响程度更大。

2.         空间表征理论

时间和空间信息在一个共同的神经系统中处理，并共享表征和注意资源。 根据该观点，时间在行动和感知上与空间密切相关：空间和时间往往在行动上协调一致，在运动上相互对应（例如：事物在一定时间内移动一定距离）。因此，时间持续时间和空间距离可以共享一种表示格式。时间和空间不是单独的系统，这使得信息会受到并发的时间或空间的影响。相同的表征可以同时服务于时间和空间处理，因此与空间隐喻理论不同的是，该理论支持时空间交互间的影响是双向的；更重要的是，它认为时间在某些情况下时间能够单方面影响空间。

3.         空间信息的呈现

空间表示本身不是视觉的，而是由多模态或超模态系统处理的，该系统从视觉、触觉或听觉模态（甚至从语言描述）中提取感知，以便创建共同的空间表示。在大多数情况下，视觉感知比单独的触觉感知有更好的空间性能。视觉具有人类感知形式中最好的空间灵敏度，因此由视觉产生的空间信息是其他感知产生的空间信息所不能达到的水平。

三、研究方法及结果

1.         实验1：8（空间信息）×8（时间信息）被试内实验。研究者向被试呈现一根他们可以触摸但看不见的棍子以作为触觉的空间信息，同时听到一个特定持续时间的音符。然后，研究者要求参与者通过分开双手（仍然没有视觉反馈）来重现棍子的空间长度，或者通过按住一个按钮来重现音符的时间长度。一半是长度复制任务，另一半是持续时间复制任务。

   实验1结果：伴随较长音符的木棒被判断为长度较长，伴随较短音符的木棒被判断为长度较短，而持续时间的判断不受刺激长度的影响。时间对空间的影响明显大于空间对时间的影响。

2.         实验2

实验1的结果可能是触觉感知比视觉感知具有更低的空间灵敏度，而使得时空信息的失真。根据空间表征理论，如果将视觉也纳入空间信息，就可能提高空间灵敏度，从而削弱在上实验中观察到的结果，使得时间对空间的影响不再大于空间对时间的影响。基于该假设进行了实验2。

实验2仍为8（空间信息）×8（时间信息）被试内实验。与实验1相同的范式，唯一不同之处在于被试可以同时看到和触摸棍子，所以关于空间长度的信息是触觉和视觉共同感知的。

实验2结果：被试棍子长度的判断不仅受实际长度的影响，还受他们拿棍子的时间的影响；再现持续时间随着实际刺激持续时间的增加而增加，并且也随着棍子长度的增加而略微增加。时间对空间的影响大致相当于空间对时间的影响。

3.         实验3

如果触觉感知相较于视觉触觉感知空间灵敏度更低，那么人在触觉下的空间再现性能应该比视觉触觉感知差。为了证明该假设，并复制实验1和2中的新发现，研究者进行了第3个实验。

实验3使用的实验范式与先前实验相同，只是同一名被试既会进行空间信息为触觉的实验，又会进行空间信息为触觉视觉的实验。

实验3结果：视觉触觉信息中长度再现比触觉信息中的再现更准确。对于空间信息的触觉感知，时间对空间的影响显著大于空间对时间的影响。

四、研究讨论

空间表征理论考虑到了时间和空间之间的双向相互依存关系，这种相互依存关系是由感知空间的感觉形态的敏锐度来调节的。当通过触觉感知空间时，相对较低的空间灵敏度不能偏向空间表征，而容易受到同时存在的时间信息的干扰，触觉空间的感知受到时间的单方面影响。当除了触摸之外，空间被视觉感知时，它增加了表示的空间灵敏度，使其对时间信息产生影响，同时仍然容易受到时间信息的干扰，故时间和视觉触觉空间在相似的程度上相互影响。

但触觉视觉空间信息对时间的影响并不强烈，也并不如以前研究中视觉空间对时间的影响那样强烈。这种可能性之一是视觉触觉感知的灵敏度低于视觉感知的灵敏度，因为注意力必须在视觉和触摸之间分开。然而，这种可能性将与先前的发现相反，即视觉触觉空间感知往往与视觉一样好。另一种可能性是，任务的长度再现部分可能导致被试更依赖触觉模态。相较于不存在再现任务的实验，在本实验中，被试知道他们将使用感知长度的视觉触觉模式来再现长度，这可能使得触觉做出更大的贡献。

五、对课题的贡献

本研究中有一个主要的结果是当空间信息依赖于触觉时，空间对时间几乎没有影响；当空间信息依赖于更高灵敏度的视觉触觉时，时间对空间的影响程度与空间对时间的影响程度大致相同。换言之，当空间加工精确性低时（如触觉条件），kappa效应几乎不存在，而当空间加工精确性增加时（如触觉视觉），kappa效应与tau效应同时存在，且强度相当。也就是说该研究的结果证明空间加工精确性正向影响kappa效应强度。该结论与经典模型的贝叶斯模型中提出的时间加工精确性是影响kappa效应的因素不同，因此可作为问题提出部分来探讨究竟是空间加工精确性影响kappa效应强度还是时间加工精确性影响kappa效应强度(Cai & Connell, 2015)

参考文献：

Cai, Z. G., & Connell, L. (2015). Space–time interdependence: Evidence against asymmetric mapping between time and space. Cognition, 136, 268–281. https://doi.org/10.1016/j.cognition.2014.11.039